CN103997876A - 直接冷却式直流无刷压缩机控制器及其散热方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种直接冷却式直流无刷压缩机控制器及其散热方法。直接冷却式直流无刷压缩机控制器包括：电子换相器件，安装在直流无刷压缩机的吸气端外壳上；控制器外盖，安装在电子换相器件的外侧。本发明通过直接接触传热的方式，将电子换相器件直接或间接地安装在吸气端外壳上，使电子换相器件所发出的热量通过吸气端外壳，传给直流无刷压缩机吸气端内的低温蒸汽。本发明可以为汽车空调用直流无刷压缩机控制器的电子换相器件提供一个良好的散热环境，大大提高了汽车空调用直流无刷压缩机控制器电子换相器件的电流载流能力，使汽车空调用直流无刷压缩机控制器直接用汽车自带蓄电池的低压电驱动成为可能。

Description

直接冷却式直流无刷压缩机控制器及其散热方法

技术领域

本发明涉及电机领域，特别是涉及一种直接冷却式直流无刷压缩机控制器及其散热方法。

背景技术

    现有技术中多数汽车空调用压缩机是由皮带轮驱动的。这种驱动方式的缺点是：在停车时，汽车空调不能使用。这有两方面的原因。一方面，当汽车发动机关闭时，由于汽车发动机不转动，无法带动汽车空调用压缩机，此时，汽车空调不能使用。另一方面，汽车虽然处于停车状态，但汽车发动机没有关闭，此时，汽车空调用压缩机虽然可以运行，能够开启汽车空调，但如果汽车处于较长时间的停车状态，汽车的废气很可能渗入车厢，进而威胁车内人员的生命安全。因此，不可以这样使用汽车空调。

对于需要长途运行的汽车，一般中途需要停车休息。如停车休息时不能使用汽车空调，这会给司机带来诸多不便。因此，近年来，出现了采用直流无刷压缩机的汽车用空调系统。

现有汽车空调用直流无刷压缩机虽然也是用汽车自备的蓄电池驱动的。但由于汽车空调用直流无刷压缩机的消耗功率较大，而汽车自备蓄电池的电压较低。如果汽车空调用直流无刷压缩机用汽车的自备蓄电池直接驱动，直流无刷压缩机控制器的运行电流必然很大。然而，在夏季，汽车引擎箱内十分炎热，散热条件十分严酷。在这种状态下，直流无刷压缩机控制器如用大电流运行，其电子换相器件件很容易烧毁。因此，现有技术是：从汽车自备蓄电池取电后，采用电压泵的方式，将电压上升数倍后，再向直流无刷压缩机控制器供电。

现有技术的缺点是：需要增加一个电压泵，增加成本、增加体积、增加能耗还因为增加了一个组件，增加了故障的发生概率。

发明内容

本发明的目的是提供一种成本低、体积小、效率高的直接冷却式直流无刷压缩机控制器及其散热方法。

为解决上述技术问题，作为本发明的一个方面，提供了一种直接冷却式直流无刷压缩机控制器，包括：电子换相器件，安装在直流无刷压缩机的吸气端外壳上；控制器外盖，安装在电子换相器件的外侧。

进一步地，电子换相器件通过螺丝安装在吸气端外壳上。

进一步地，直接冷却式直流无刷压缩机控制器还包括安装在吸气端外壳上的铝合金导热底板，电子换相器件通过螺丝安装在铝合金导热底板上。

进一步地，直接冷却式直流无刷压缩机控制器还包括安装在吸气端外壳上的铝基板，电子换相器件焊接在铝基板上。

进一步地，直接冷却式直流无刷压缩机控制器还包括安装在吸气端外壳上的导热支架，铝基板通过导热支架安装到吸气端外壳上。

进一步地，导热支架包括相对设置的凹陷部和安装平面，凹陷部具有与吸气端外壳相配合的形状，铝基板安装在安装平面上。

进一步地，导热支架与吸气端外壳可拆卸地连接。

进一步地，导热支架与吸气端外壳一体成型。

进一步地，导热支架与吸气端外壳通过铸造一体成型。

作为本发明的另一个方面，提供了一种直接冷却式直流无刷压缩机控制器的散热方法，包括：将电子换相器件安装在直流无刷压缩机的吸气端外壳上；利用吸气端外壳将电子换相器件产生的热量传递给直流无刷压缩机的吸气端的内部的低温蒸汽以实现散热。

本发明通过直接接触传热的方式，将电子换相器件直接或间接地安装在吸气端外壳上，使电子换相器件所发出的热量通过吸气端外壳，传给直流无刷压缩机吸气端内的低温蒸汽。而吸气端内的低温蒸汽被加热后，可以提高直流无刷压缩机的吸气过热度，可以对直流无刷压缩机提供减少液击风险的安全保护作用，对直流无刷压缩机的实际运行是利大于弊的。由于输出功率相同的电子器件的使用电压越低，流过这些电子器件的电流也就越大。而电子器件的发热量，同其使用电压成正比，而同流经这些电子器件的电流的平方成正比。因此，在同样输出功率的条件下，使用电压越低，流经电子换相器件的电流也就越大，这些电子换相器件的发热量也就越大。由于汽车自带蓄电池的电压很低，如果不采用本发明，直接采用汽车自带蓄电池的电压来驱动汽车空调直流无刷压缩机，汽车空调直流无刷压缩机控制器中的电子换相器件就会烧毁。

本发明可以为汽车空调用直流无刷压缩机控制器的电子换相器件提供一个良好的散热环境，大大提高了汽车空调用直流无刷压缩机控制器电子换相器件的电流载流能力，使汽车空调用直流无刷压缩机控制器直接用汽车自带蓄电池的低压电驱动成为可能，从而可以制造出成本低、体积小、节能并且运行可靠的汽车空调用直流无刷压缩机的控制器。

附图说明

图1示意性示出了本发明的第一个实施例的结构示意图； 

图2示意性示出了本发明的第二个实施例的结构示意图；

图3示意性示出了本发明的第三个实施例的结构示意图；

图4示意性示出了本发明的第四个实施例的结构示意图；

图5示意性示出了本发明的第五个实施例的结构示意图；

图6示意性示出了本发明的第六个实施例的结构示意图。

图中附图标记：1、电子换相器件；2、吸气端外壳；3、控制器外盖；4、螺丝；5、铝合金导热底板；6、铝基板；7、导热支架；8、吸气端；9、排气端。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

作为本发明的第一方面，请参考图1至图6，提供了一种直接冷却式直流无刷压缩机控制器，特别地，适用于汽车空调，包括：电子换相器件1，紧贴安装（例如，可以用螺丝紧固）在直流无刷压缩机的吸气端外壳2上；控制器外盖3，安装在电子换相器件1的外侧。

直流无刷压缩机具有吸气端8和排气端9，由于空调的直流无刷压缩机的吸气端有源源不断的低温蒸汽流过，因此，在吸气端外壳2的外侧，温度也很低，而排气端9外侧的温度较高。

在本发明中，由于电子换相器件1安装在直流无刷压缩机的吸气端外壳2上，因此，可以通过直接接触传热的方式，将汽车空调用直流无刷压缩机的控制器中最需要散热的大功率电子换相器件1直接或间接地安装在吸气端外壳2上，使电子换相器件1所发出的热量通过吸气端外壳2，传给直流无刷压缩机吸气端8内的低温蒸汽。而吸气端8内的低温蒸汽被加热后，可以提高直流无刷压缩机的吸气过热度，可以对直流无刷压缩机提供减少液击风险的安全保护作用，对直流无刷压缩机的实际运行是利大于弊的，具有成本低、体积小、效率高的特点。

优选地，在图2所示的实施例中，电子换相器件1通过螺丝4安装在吸气端外壳2上。通过螺丝可以实现紧贴地安装，以便于大功率的电子换相器件1将热量直接传到给吸气端外壳2内的低温低压蒸汽，达到散热之目的。

优选地，在图3所示的实施例中，直接冷却式直流无刷压缩机控制器还包括安装在吸气端外壳2上的铝合金导热底板5，电子换相器件1通过螺丝4安装在铝合金导热底板5上。在本实施例中，增加一个铝合金导热底板5，此时，可先用螺丝4将电子换相器件1拧在铝合金导热底板5上，再将铝合金导热底板5拧在吸气端外壳2上，然后再盖上控制器外盖3。这样，电子换相器件1将热量先通过铝合金导热底板，再通过吸气端外壳2传到吸气端内的低温低压蒸汽，达到散热之目的。这样做的优点在于，汽车空调用直流无刷压缩机和所述压缩机的控制器可以很方便地分离，安装和维修都十分方便。

优选地，在图4所示的实施例中，直接冷却式直流无刷压缩机控制器还包括安装在吸气端外壳2上的铝基板6，电子换相器件1焊接在铝基板6上。本实施例中，将铝合金导热底板5改成铝基板6，可先用贴片焊接的方法将电子换相器件1焊接在铝基板6上，再将铝基板6拧在吸气端外壳2上，以便于电子换相器件1将热量先通过铝基板6，再通过吸气端外壳2传到吸气端内的低温低压蒸汽，达到散热之目的。这样做的优点在于，不仅汽车空调用直流无刷压缩机和所述压缩机的控制器可以很方便地分离，方便安装和维修，而且，可加大铝基板的电流载流能力，是电流设计变得简单。有制造速度加快，进一步提高运行可靠性等优点。

优选地，在图5和图6所示的实施例中，直接冷却式直流无刷压缩机控制器还包括安装在吸气端外壳2上的导热支架7，铝基板6通过导热支架7安装到吸气端外壳2上。优选地，导热支架7用铝合金型材制成。优选地，导热支架7安装在吸气端外壳2的外侧。

优选地，  导热支架7包括相对设置的凹陷部和安装平面，凹陷部具有与吸气端外壳2相配合的形状，铝基板6安装在安装平面上。例如，凹陷部为圆弧面。

请参考图5和图6，导热支架7的一个面做成平面，以便于安装焊接有电子换相器件1的铝基板6。导热支架7的另一个面，做成吸气端外壳2的部分互补的形状，以便导热支架7紧贴安装在吸气端外壳2的这一部位上。这样，电子换相器件1可以通过铝基板6、导热支架7，将热量传到吸气端外壳上，再传给其内的低温低压蒸汽，达到散热目的。这种做法的优点是，可以将汽车空调用直流无刷压缩机的控制器安装在吸气端外壳2圆弧部分，可直接在现有汽车空调用直流无刷压缩机上安装，而不需要对现有汽车空调用直流无刷压缩机做任何改造，十分方便实现。

优选地，在图5所示的实施例中，导热支架7与吸气端外壳2可拆卸地连接。

优选地，在图6所示的实施例中，导热支架7与吸气端外壳2一体成型。优选地，导热支架7与吸气端外壳2通过铸造一体成型。

作为本发明的第二方面，提供了一种直接冷却式直流无刷压缩机控制器的散热方法，包括：将电子换相器件1安装在直流无刷压缩机的吸气端外壳2上；利用吸气端外壳2将电子换相器件1产生的热量传递给直流无刷压缩机的吸气端的内部的低温蒸汽以实现散热。

由于压缩机的吸气端的内侧是低温蒸汽，具有很强的冷却能力。而大功率的电子换相器件1是直流无刷压缩机必不可少的器件，但具有较大的发热现象。这样，电子换相器件1所发出的热量通过吸气端外壳2，直接散发到直流无刷压缩机内部的低温蒸汽中，可使大功率电子换相器件件在大电流的条件下安全稳定地运行。这使本发明中的电子换相器件1可在大电流状态下运行而不会产生过热，使压缩机不经过升压就可直接使用汽车自备蓄电池成为可能，这不仅节约了制造成本，还带来了减小体积、提高运行效率和提高运行可靠性等优点。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种直接冷却式直流无刷压缩机控制器，其特征在于，包括：

       电子换相器件（1），安装在直流无刷压缩机的吸气端外壳（2）上；

       控制器外盖（3），安装在所述电子换相器件（1）的外侧。

2.根据权利要求1所述的直接冷却式直流无刷压缩机控制器，其特征在于，所述电子换相器件（1）通过螺丝（4）安装在所述吸气端外壳（2）上。

3.根据权利要求1所述的直接冷却式直流无刷压缩机控制器，其特征在于，所述直接冷却式直流无刷压缩机控制器还包括安装在所述吸气端外壳（2）上的铝合金导热底板（5），所述电子换相器件（1）通过螺丝（4）安装在所述铝合金导热底板（5）上。

4.根据权利要求1所述的直接冷却式直流无刷压缩机控制器，其特征在于，所述直接冷却式直流无刷压缩机控制器还包括安装在所述吸气端外壳（2）上的铝基板（6），所述电子换相器件（1）焊接在所述铝基板（6）上。

5.根据权利要求4所述的直接冷却式直流无刷压缩机控制器，其特征在于，所述直接冷却式直流无刷压缩机控制器还包括安装在所述吸气端外壳（2）上的导热支架（7），所述铝基板（6）通过所述导热支架（7）安装到所述吸气端外壳（2）上。

6.根据权利要求5所述的直接冷却式直流无刷压缩机控制器，其特征在于，   所述导热支架（7）包括相对设置的凹陷部和安装平面，所述凹陷部具有与所述吸气端外壳（2）相配合的形状，所述铝基板（6）安装在所述安装平面上。

7.根据权利要求5所述的直接冷却式直流无刷压缩机控制器，其特征在于，所述导热支架（7）与所述吸气端外壳（2）可拆卸地连接。

8.根据权利要求5所述的直接冷却式直流无刷压缩机控制器，其特征在于，所述导热支架（7）与所述吸气端外壳（2）一体成型。

9.根据权利要求8所述的直接冷却式直流无刷压缩机控制器，其特征在于，所述导热支架（7）与所述吸气端外壳（2）通过铸造一体成型。

10.一种直接冷却式直流无刷压缩机控制器的散热方法，其特征在于，包括：

       将电子换相器件（1）安装在直流无刷压缩机的吸气端外壳（2）上；

    利用所述吸气端外壳（2）将所述电子换相器件（1）产生的热量传递给所述直流无刷压缩机的吸气端的内部的低温蒸汽以实现散热。